| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Substitution af overflade aktive stoffer i kosmetiske produkter

3 Vurdering af substitution og produktudvikling

• 3.1 Funktionsbeskrivelse af udvalgte kandidatstoffer til substitution
  • 3.1.1 Cetrimonium Chloride
  • 3.1.2 Quaternium-18 Hectorite
  • 3.1.3 Hydrogenated Vegetable Oil
  • 3.1.4 Glycerol Ricinoleate
  • 3.1.5 Disodium Laureth Sulfosuccinate
  • 3.1.6 Konserveringsmidler

Under miljøscreeningen blev der udpeget miljørigtige overfladeaktive stoffer, der er fuldt forenelige med virksomhedernes ønske om produkter, der har en god miljøprofil, og som medfører muligheder for miljømærkning. I vurderingen af substitution og produktudvikling har fokus dels været på stoffer med god 'skumeffekt' (anioner) dels på produkter som balsam og conditioners, idet de heri anvendte kationiske og amfotere tensider samt overfedtningsmidler viste sig at være stoffer, hvor overvejelser om substitution var oplagt. Nogle af disse blev udpeget som 'kandidater' til vurdering af substitutionsmuligheder, mens andre blev udpeget med ønske om nærmere undersøgelse af miljøeffekter. Stofferne samt årsagen til udvælgelsen fremgår af nedenstående tabel.

Tabel 3.1
Kandidater' til vurdering af substitutionsmuligheder samt nærmere undersøgelse af miljøeffekter

3.1 Funktionsbeskrivelse af udvalgte kandidatstoffer til substitution

For at kunne substituere et stof med et andet kræves selvsagt, at substitutionsstoffet opfylder samme tekniske funktion som stoffet, der skal erstattes. Derfor gav de deltagende virksomheder en kort funktionsbeskrivelse af de pågældende stoffer og undersøgte hvilke stoffer, der muligvis kunne opfylde samme tekniske funktioner som de råvarer, der overvejes substitueret.

3.1.1 Cetrimonium Chloride

Cetrimonium Chloride bruges i kosmetiske produkter som f.eks. i hårbalsam og hårkurprodukter. Råvarens hydrofobe og kationiske egenskaber gør, at stoffet sætter sig fast i håret og derved mindsker statisk elektricitet og letter udredning af håret. Det er således denne råvare som giver selve balsam-effekten.

Cetrimonium Chloride er standardråvaren i næsten alle balsamprodukter. Dog er råvaren meget giftig over for vandlevende organsimer og dokumentationsgrundlaget for nedbrydeligheden under aerobe forhold er spinkelt. Cetrimonium Chloride er ikke bionedbrydelig under anaerobe forhold. Derfor er det ønskeligt at finde alternative råvarer.

Der findes en alternativ råvare, Behenoyl PG-Trimonium Chloride. Denne råvare er også en hydrofob kation og har de samme funktionelle egenskaber som Cetrimonium Chloride. I den kemiske struktur er indbygget en amid-binding. Amidbindinger er generelt let biologisk nedbrydelige og ifølge de oplysninger, der blev modtaget fra leverandøren, er stoffet mindre toksisk over for vandlevende organismer end Cetrimonium Chloride. Behenoyl PG-Trimonium Chloride er noget dyrere end Cetrimonium Chloride, men dette opvejes delvist af at Behenoyl PG-Trimonium Chloride er lidt mere effektiv pga. stoffets højere hydrofobicitet.

Fra leverandøren foreligger kun relativt få oplysninger om miljøegenskaberne for Behenoyl PG-Trimonium Chloride, og det blev derfor besluttet at undersøge stoffets anaerobe bionedbrydelighed samt den akutte og kroniske effekt over for fisk nærmere.

3.1.2 Quaternium-18 Hectorite

Quaternium-18 Hectorite indgår i special håndrensemidler til fjernelse af lakker og klæbere. Quaternium-18 Hectorite anvendes til at give viskositet og stabilitet i produkter, hvor nogle specielle estere indgår med henblik på at opløse 2-komponent lakker og klæbere på hænderne. De valgte opløsningsmidler er nøje udvalgt med henblik på deres hudvenlighed og nedbrydelighed. Imidlertid vurderes Quaternium-18 Hectorite ikke at være ideelt ud fra de miljømæssige egenskaber. Quaternium-18 Hectorite er meget giftig over for vandlevende organismer og er ikke let bionedbrydelig under hverken aerobe eller anaerobe forhold.

En af de deltagende virksomheder har i en længere periode arbejdet på at udskifte Quaternium-18 Hectorite, og det er i processen valgt helt at ændre sammensætningen af produktet. Det er imidlertid endnu ikke lykkedes at stabilisere den nye formulering på tilfredsstillende vis.

3.1.3 Hydrogenated Vegetable Oil

Til at opløse snavs er der hos en af de deltagende virksomheder indenfor de sidste 10-15 år sket et skift fra produkter baseret på mineralolie til vegetabilske produkter. Årsagen til dette skift er hovedsagelig af hensynet til miljøet, idet vegetabilske olier let nedbrydes. Vegetabilske olier er også sundhedsmæssigt en god løsning, idet vegetabilske olier dels kan opløse urenheder og samtidig efterlade et fedtstof i huden, der kan medvirke til at vedligeholde en god barrierefunktion i huden.

Hydrogenated Vegetable Oil er ikke undersøgt for anaerob bionedbrydelighed, og stoffet er potentielt bioakkumulerbart. Hydrogenated Vegetable Oil har en meget god funktionel egenskab, hvorfor det blev prioriteret at undersøge miljøegenskaberne af dette stof nærmere.

3.1.4 Glycerol Ricinoleate

Glycerol Ricinoleate indgår i flere håndrenseprodukter, hvor det giver en stabiliserende effekt i formuleringerne og har en god effekt på huden. Glycerol Ricinoleate er potentielt bioakkumulerbart (log K_ow: 4,86) og er ikke undersøgt for anaerob bionedbrydelighed. Ligesom Hydrogenated Vegetable Oil har Glycerol Ricinoleate nogle gode funktionelle egenskaber, og det blev besluttet også for dette stof at undersøge miljøegenskaberne nærmere.

3.1.5 Disodium Laureth Sulfosuccinate

Disodium Laureth Sulfosuccinate er en klar, flydende ethoxyleret fedtalkohol (C12-14)-forbindelse af vegetabilsk oprindelse, hvorpå der er adderet en ravsyregruppe. Stoffet anvendes som et universelt, mildt, anionisk, vaskeaktivt stof til krops- og hårprodukter. Disodium Laureth Sulfosuccinate har et fint/tæt, stabilt skum, som gør, at Disodium Laureth Sulfosuccinate ofte vælges til flydende sæber, shampoo og badeformuleringer, f.eks. til milde babyprodukter. Disodium Laureth Sulfosuccinate kombineres ofte med anioniske, nonioniske og amfotere vaskeaktiver. Råvaren blev udvalgt til undersøgelse af anaerob bionedbrydelighed, idet der ikke forelå dokumentation herfor.

3.1.6 Konserveringsmidler

Konserveringsmidler er inddraget i projektet, idet det som nævnt er vanskeligt at finde konserveringsmidler, der er miljømæssigt uproblematiske. De aktive ingredienser i konserveringsmidler har ofte en høj, akut giftighed og kan være svært nedbrydelige som følge af den bakteriehæmmende virkning. Der findes dog en række mere miljøvenlige alternativer, som generelt har en lavere effektivitet, og som derfor anvendes i højere koncentrationer i produktet. Virksomhederne har fremsendt lister over anvendte konserveringsmidler, og DHI har foretaget en screening af stoffernes miljøegenskaber. Flere af de anvendte konserveringsmidler indeholder en blanding af forskellige ingredienser. Miljøvurderingen af konserveringsmidlerne er blevet foretaget på baggrund af enkeltstoffer. De anvendte konserveringsmidler ses i tabel 3.2.

Tabel 3.2
Miljøvurdering af konserveringsmidler

Med henblik på at udøve deres konserverende effekt skal nogle af konserveringsmidlerne anvendes ved en lavere pH-værdi. Derfor blev nogle organiske syrer, som kunne være egnede til at sænke pH-værdien, medtaget i vurderingerne.

Tabel 3.3
Miljøvurdering af organiske syrer

Med enkelte undtagelser vurderes de anvendte konserveringsmidler at være relativt uproblematiske for miljøet. Konserveringsmidlerne med handelsnavnene Euxyl K 100 og Kathon indeholder begge aktivstofferne Methylisothiazolinone og Methylchloroisothiazolinone. Disse stoffer har en høj akut giftighed over for vandlevende organismer (EC/LC50 ≤1 mg/l) og kan ikke passere kravet for let bionedbrydelighed i standard test. Ultimativ nedbrydelighed (55 - >60%) er dog observeret under aerobe forhold ved anvendelse af meget lave testkoncentrationer [5, 6]. Aktivstofferne vurderes ikke at være bioakkumulerbare. Den høje giftighed kombineret med det forhold, at Methylisothiazolinone og Methylchloroisothiazolinone ikke er let nedbrydelige i standardtest, bevirker, at disse stoffer ofte betragtes som problematiske for vandmiljøet. Disse stoffer anvendes dog i megt lave koncentrationer i produkterne (typisk < 10 ppm for begge stoffer). Det er stoffernes koncentration i det færdige produkt, der i sidste ende vil være udslagsgivende for miljøvurderingen af produktet. Stoffer, der er klassificereret som N; R50-53, må ikke indgå i produkter, der mærkes med EU's Blomst, mens det i henhold til Svanemærket er summen af giftige og ikke let nedbrydelige organiske stoffer, der afgør om kriterierne for miljømærket kan opfyldes (se kap. 6).

En række af de anvendte konserveringsmidler udgøres af parabener. Methyl-, Ethyl- og Propylparaben har en relativt lav akut giftighed over for vandlevende organismer med EC/LC50 værdier > 10 mg/l og er let nedbrydelige. Der er ikke fundet data for Butyl- og Isobutylparaben, men ud fra strukturligheden med de øvrige parabener vurderes Butyl- og Isobutylparaben at besidde de samme miljøegenskaber. Med undtagelse af Butyl- og Isobutylparaben formodes parabenerne ikke at være bioakkumulerbare ud fra de beregnede log K_ow-værdier (bilag A). Parabenerne anses dertil for at være blandt de mindst sundhedsskadelige konserveringsmidler, hvis der ses bort fra mistanken om hormonforstyrrende effekter (se nedenfor). Teknisk set er parabener rimeligt gode konserveringsmidler med et bredt virkningsområde på pH skalaen i modsætning til flere andre alternativer.

Som bekendt har der på det seneste været en debat i medierne om nogle langkædede parabeners mulige hormonforstyrrende effekter. In vivo studier har vist at parabener (især Butylparaben) har svage østrogene effekter hos fisk [7] og rotter [8]. I et oralt fodringsforsøg med blev juvenile ørreder fodret med Propylparaben med doserne 10; 25; 30 og 50 mg/kg fisk/2. dag. Der blev set signifikant vitellogenin (Vtg) effekt på hanner efter 6 dages eksponering ved 25 mg/kg fisk/2. dag. Signifikant effekt blev set på hunner efter 11 dages eksponering ved 25 mg/kg fisk/2. dag. Nul-effektdosis (No Observed Effect Dose - NOED) og laveste effektdosis (Lowest Observed Effect Dose - LOED) vurderes på denne baggrund til henholdsvis 10 mg/kg fisk/2. dag og 25 mg/kg fisk/2. dag [7]. Ved eksponering via vand blev en signifikant effekt på Vtg induktion set ved 250 μg/l efter 12 dages eksponering. Nul-effektkoncentration (No Observed Effect Concentration - NOEC) og laveste effektkoncentration (Lowest Observed Effect Concentaration - LOEC) ved eksponering via vand vurderes at være henholdsvis 50 μg/l og 250 μg/l [7]. Ved injektionsundersøgelser på regnbueørreder er Ethyl-, Propyl- og Butylparaben vist at have østrogenlignende effekt (induktion af vitellogenin) ved dosering mellem 100 og 300 mg/kg. Propyl- og Butylparaben var mest potente [9]. Ved injektion med Butylparaben i gravide rotter er der påvist signifikant effekt på kropsvægt, testikelvægt, sædcelle-antal ved doser på 100 mg/kg. Konklusionen af undersøgelsen var, at der kunne konstateres signifikante effekter på F1-generationen (hanner) ved eksponering af moderdyrene [8].

Såfremt man helt vil undgå parabener er mulige alternativer f.eks. benzosyre, sorbinsyre, mælkesyre, æblesyre eller Phenoxyethanol, som alle vurderes at være uskadelige for miljøet (tabel 3.1). Rent teknisk er disse alternativer dog ikke lige så effektive som parabenerne, idet de bl.a. har et smallere virkningsområde på pH skalaen og er mindre effektive over for bakterier. I det følgende beskrives fordele og ulemper for eventuelle alternativer til parabener.

Benzoesyre og sorbinsyre har begge en rimelig effekt, som dog aftager med stigende pH, da det er syren og ikke henholdsvis benzoat eller sorbat, der virker. Begge stoffer har en lav allergirisiko. Sorbinsyre er mindre effektiv over for bakterier. Citronsyre, mælkesyre og æblesyre kan medvirke til at nedregulere pH, så ovennævnte syrer kan opnå en bedre konserverende effekt i kosmetiske produkter. Organiske syrer kan således forstærke effekten af andre konserveringsmidler. Ved høje koncentrationer af alfahydroxysyrer ved lave pH-værdier øges hudens følsomhed over for UV-lys. Alfahydroxysyrer bør således ikke anvendes i større koncentrationer og ved for lavt pH-niveau til leave-on produkter, hvor huden udsættes for sollys. Phenoxyethanol har en god effekt, som er uafhængig af pH, men er mindre effektiv over for visse bakterier (Pseudomonas). Phenoxyethanol kan med fordel anvendes til at opløse andre konserveringsmidler og anvendes derfor ofte i kombination med andre konserveringsmidler. Phenoxyenthanol har et lavt allergipotentiale. Andre organiske syrer begrænses af deres smalle anvendelsesområde på pH-skalaen

Andre alternative konserveringmidler, som ikke fremgår af tabel 3.1 er forskellige formaldehydfraspaltere som Sodium Hydroxymethylglycinate, DMDM Hydantoin, Imidazolidinyl Urea, etc. Disse stoffer virker ved, at der langsomt frigives Formaldehyd. Stofferne har et lavt allergipotentiale og er effektive konserveringsmidler. Problemet med disse stoffer er, at Formaldehyd er klassificeret som allergi- og kræftfremkaldende. I henhold til kosmetikbekendtgørelsen [10] er der fastsat grænser for den højest tilladelige koncentration af de forskellige formaldehydfraspaltere i færdige produkter. Der er ikke blevet foretaget miljøvurderinger af formaldehydfraspaltere i dette projekt, idet disse stoffer p.t. ikke anvendes af virksomhederne.

Plum Hudsikkerhed har i løbet af projektperioden fokuseret på konserveringsmidler, og i 7 eksisterende produktformuleringer er konserveringsmidlerne blevet substitueret med Sodium Benzoate. I 6 af de 7 ændrede formuleringer erstatter Sodium Benzoate parabenblandinger (Methyl-; Ethyl- og Propylparaben) og i den sidste formulering erstatter Sodium Benzoate konserveringsmidlet Bronopol (2-Bromo-2-Nitropropane-1,3-Diol). Herudover har Plum Hudsikkerhed i løbet af projektperioden fremstillet 2 nye produktformuleringer med Sodium Benzoate som konserveringsmiddel.

| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste | | Top |

Version 1.0 September 2004, © Miljøstyrelsen.